【摘要】：隨著人們對能源的需求日益增加,尋找綠色、環(huán)保、可再生的新型能源替代當(dāng)前的-次化石能源已經(jīng)迫在眉睫。氫能憑借其清潔環(huán)保、儲藏量大、能量密度高的優(yōu)點(diǎn),被科學(xué)家們作為未來理想能源載體的候選者之一。在氫能的發(fā)展過程中,至關(guān)重要的技術(shù)難題是解決氫氣的儲存問題。在諸多不同種類的儲氫材料中,“金屬-氮-氫”基儲氫材料,由于具有儲氫量大、運(yùn)行溫度低、動力學(xué)性能優(yōu)良的特點(diǎn),成為近些年來儲氫材料學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。自從陳萍等人在2002年首次提出Li-N-H的儲氫體系后,該體系在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。該文章提出Li3N能夠通過以下兩個連續(xù)的反應(yīng)可逆地儲存超過10 wt%的氫氣。之后不久,LiNH2-LiH體系也作為一個經(jīng)典的儲氫體系被廣泛研究,因?yàn)樗梢酝ㄟ^下述反應(yīng)更容易的吸/放6.5 wt%的氫氣。近幾年,有研究表明堿金屬鉀化合物包括氫化鉀、氨基鉀、氫氧化鉀以及鉀的鹵化物在改善Li-Mg-N-H儲氫體系的動力學(xué)性能方面有良好的催化效果。本文在此基礎(chǔ)之上,研究并討論了堿金屬氫氧化物、堿金屬氫化物、堿金屬氨基化物的添加,對Li-N-H體系儲氫性能的影響,并討論其反應(yīng)機(jī)理。1.堿金屬氫氧化物加入對LiNH2-LiH體系儲氫材料脫氫性能的增強(qiáng)我們研究并討論了LiOH, NaOH, KOH三種氫氧化物添加對LiNH2-LiH體系脫氫性能的影響,并確定了三種堿金屬氫氧化物對于LiNH2-LiH體系脫氫性能都有明顯的增強(qiáng)效果。在這三種氫氧化物之中,以KOH效果最為顯著。相對于LiNH2-LiH樣品較寬的脫氫曲線而言,加入5mol% KOH之后其峰型變得尖銳,并且放氫起點(diǎn)溫度降低了36℃,峰值溫度降低了42℃。進(jìn)一步結(jié)構(gòu)表征顯示,在球磨過程中堿金屬氫氧化物可以與LiH發(fā)生反應(yīng)生成對應(yīng)的氫化物,而這一現(xiàn)象是堿金屬氫氧化物添加的LiNH2-LiH體系動力學(xué)性能增強(qiáng)的主要原因。2.堿金屬氫化物加入對LiNH2-LiH體系儲氫材料脫氫性能的增強(qiáng)我們研究并討論了加入三種堿金屬氫化物(LiH, NaH, KH)的LiNH2-LiH體系脫氫性能。研究結(jié)果表明,三種堿金屬氫化物對LiNH2-LiH體系脫氫性能都有著明顯的增強(qiáng)效果,其中以KH加入的LiNH2-LiH體系效果最為顯著。相對于LiNH2-LiH樣品較寬的脫氫曲線而言,加入5 mol%KH之后其峰型變得尖銳,并且放氫起點(diǎn)溫度降低了20℃,峰值溫度降低了30℃。通過機(jī)理討論我們得出,KH添加LiNH2-LiH體系動力學(xué)性能之所以得到增強(qiáng),是因?yàn)镵H與NH3反應(yīng)產(chǎn)生催化效果,加速了脫氫反應(yīng)的進(jìn)行。在后續(xù)循環(huán)性能測試中,相對于未添加的LiNH2-LiH樣品而言,5 mol%KH加入的LiNH2-LiH樣品表現(xiàn)出理想的循環(huán)性能。3.堿金屬氨基化物添加對LiNH2-LiH體系儲氫材料脫氫性能的增強(qiáng)這一部分我們討論了加入三種堿金屬氨基化物(LiNH2, NaNH2, KNH2)的LiNH2-LiH體系脫氫性能。研究結(jié)果表明,三種堿金屬氨基化物中只有KNH2對LiNH2-LiH體系脫氫性能都有著明顯的增強(qiáng)效果。相對于LiNH2-LiH樣品較寬的脫氫曲線而言,加入5 mol%KNH2之后其峰型變得尖銳,并且放氫起點(diǎn)溫度降低了40℃,峰值溫度降低了34℃。進(jìn)一步結(jié)構(gòu)研究表明,KNH2在球磨過程中與LiH反應(yīng)生成KH,是加入5mol% KNH2的LiNH2-LiH脫氫動力學(xué)性能提升的主要原因。最后,在循環(huán)性能測試中,相對于未添加的LiNH2-LiH樣品,5 mol% KNH2加入的LiNH2-LiH樣品表現(xiàn)出理想的循環(huán)性能。
[Abstract]:With the increasing demand for energy, it is imminent to find green, environmental and renewable energy instead of the current secondary fossil energy. Hydrogen energy is one of the candidates for the future ideal energy carrier by virtue of its clean environment, large storage and high energy density. The important technical problem is to solve the problem of hydrogen storage. In many different kinds of hydrogen storage materials, "metal nitrogen hydrogen" based hydrogen storage material has become a hot spot for the researchers of hydrogen storage materials in recent years because of its high hydrogen storage capacity, low operating temperature and good dynamic performance. Since Chen Ping and others first proposed L in 2002. After the hydrogen storage system of i-N-H, the system is widely concerned around the world. This article suggests that Li3N can store more than 10 wt% of hydrogen by two consecutive reactions. After that, the LiNH2-LiH system is also widely studied as a classic hydrogen storage system, because it can easily absorb / release 6. through the following reaction. 5 wt% hydrogen. In recent years, some studies have shown that alkali metal potassium compounds, including potassium hydroxide, potassium amino acid, potassium hydroxide, and potassium halide have good catalytic effect in improving the dynamic properties of Li-Mg-N-H hydrogen storage system. Based on this, the alkali metal hydroxide, alkali metal hydride, alkali metal amino group are discussed and discussed. The effect of addition of chemicals on the hydrogen storage properties of Li-N-H system, and the reaction mechanism of the reaction mechanism,.1. alkali metal hydroxide added to the dehydrogenation of hydrogen storage materials in the LiNH2-LiH system, we studied and discussed the effects of the addition of three kinds of hydroxides of LiOH, NaOH, KOH on the dehydrogenation performance of the LiNH2-LiH system, and the determination of three kinds of alkali metal hydrogen oxidation. Among the three kinds of hydroxides, KOH has the most remarkable effect on the dehydrogenation performance of the LiNH2-LiH system. Compared with the wider dehydrogenation curve of the LiNH2-LiH sample, the peak shape becomes sharp after the addition of 5mol% KOH, and the starting temperature of the hydrogen release is reduced by 36, and the peak temperature is reduced by 42. The sign shows that the alkali metal hydroxide can react with LiH to produce the corresponding hydride during the ball milling process, and this phenomenon is the main reason for the enhancement of the dynamic properties of the LiNH2-LiH system added by the alkali metal hydroxide. The addition of.2. alkali metal hydride to the dehydrogenation performance of the hydrogen storage material in the LiNH2-LiH system has been studied and discussed. The dehydrogenation performance of the LiNH2-LiH system with three kinds of alkali metal hydride (LiH, NaH, KH) was added. The results showed that the dehydrogenation performance of the three kinds of alkali metal hydrides had obvious enhancement effect on the dehydrogenation performance of the LiNH2-LiH system, and the LiNH2-LiH system with KH added was the most significant. Compared with the wider dehydrogenation curve of the LiNH2-LiH sample, the addition of 5 mol%KH was added. Then the peak shape becomes sharp, and the starting temperature of the hydrogen release is reduced by 20, and the peak temperature is reduced by 30. Through the mechanism, we conclude that the dynamic performance of the KH adding LiNH2-LiH system is enhanced because the reaction between KH and NH3 has a catalytic effect and accelerates the dehydrogenation reaction. As for the non added LiNH2-LiH samples, the LiNH2-LiH samples added by 5 mol%KH showed the ideal cyclic properties of the.3. base metal aminoides to enhance the dehydrogenation performance of the LiNH2-LiH system hydrogen storage materials. We discussed the dehydrogenation properties of the LiNH2-LiH system of adding three kinds of alkali metal aminoides (LiNH2, NaNH2, KNH2). The results show that only KNH2 in the three alkali metal amino groups has obvious enhancement effect on dehydrogenation performance of LiNH2-LiH system. Compared with the wider dehydrogenation curve of LiNH2-LiH sample, the peak shape becomes sharp after adding 5 mol%KNH2, and the starting temperature of the hydrogen release is reduced by 40, and the peak temperature is reduced by 34. In the ball milling process, KNH2 reacts with LiH to produce KH, which is the main reason for the improvement of LiNH2-LiH dehydrogenation kinetics for adding 5mol% KNH2. Finally, in the cycle performance test, the LiNH2-LiH samples with 5 mol% KNH2, compared to the non added LiNH2-LiH samples, show the ideal cycle performance.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB34

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本文編號：2121190